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专用集成电路设计方法 俞军 TelEmail: yujun@ 课 程 安 排 专用集成电路 概述 1 周 ASIC的设计流程和设计方法(重点) 设计描述,设计流程 1周 设计策略,综合方法 1周 设计验证,ASIC设计中的考虑因素 1周 深亚微米设计方法和设计技术以及EDA技术的发展 1周 课 程 安 排 专用集成电路的测试方法 Design-for-Test Basics 2 周 可编程ASIC 可编程ASIC器件的结构,资源,分类和开发系统 1周 Xilinx,Altera可编程器件 2周 第一章 专用集成电路概述 1.1通用集成电路和专用集成电路 通用集成电路:市场上能买到的具有通用功能的集成电路 74 系列 ,4000系列 , Memory, CPU 等 专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuits) SUN SPARC Workstation 中的9块电路,某些加密电路等 第一章 专用集成电路概述 专用标准电路ASSP(Application-Specific Standard Products) Modem 芯片, DVD decoder , VCD decoder, audio DAC, Motor Servo DSP 等 第一章 专用集成电路概述 1.2集成电路发展简史 第一章 专用集成电路概述 1.3专用集成电路的类型及特点 分为三类 全定制（Full Custom） 半定制（Semi-Custom） 可编程 (Programable ) 第一章 专用集成电路概述 1.3.1 全定制（Full Custom） 生产上不预加工 设计上无预处理和预编译的单元库，全人工版图设计 1.3.2 基于单元的ASIC（Cell-Based ASIC） 是利用预先设计好的单元进行版图设计的， 有两种类型，一种是标准单元（Standard Cell）另一种单元称为宏单元（Macro）或核心（Core）单元。 第一章 专用集成电路概述 1.3.2 基于门阵的ASIC（Gate Array ASIC 1.3.4 可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device) PAL GAL PLA FPGA CPLD 第一章 专用集成电路概述 1.3.5各种ASIC类型的优缺点比较 第一章 专用集成电路概述 1.4集成电路设计和制造过程 设计过程 制定规范(SPEC) 系统设计(System Design) 电路设计(Circuit Design) 版图设计(Layout Design) 制造过程 制版 掩膜版制造(MASK) 流片(Fab) 光刻,生长,扩散,掺杂,金属化,蒸铝等产生Pn结,NPN结构,MOS 电阻,电容等 第一章 专用集成电路概述 制造过程 测试(Testing) 以Spec和Test Vector 为标准检测制造出的芯片是否满足设计要求 封装(Packaging) 磨片划片(Sawing) 键合(Wire Bonding) 包封(Packaging) 形式：DIP, QFP,PLCC,PGA,BGA,FCPGA等 集成电路设计过程 第一章 专用集成电路概述 1.5ASIC技术现状和发展趋势 摩尔规律: 每十八个月, 集成度增加一倍,速度上升一倍,器件密度上升一倍 第一章 专用集成电路概述 专用集成电路预测与发展 SOC (System on a chip) 工艺(Process)由0.35um,0.25um,0.18um进入0.13um,0.10um即高速,低压,低功耗 EDA设计工具与设计方法必须变革以适应深亚微米工艺的发展 (如 Single Pass , Physical Synthesis 等) 可编程器件向更高密度,更大规模和更广泛的领域发展(如Mixed Signal ) MCM Analog 电路 -- 高速,高精度,低功耗,低电压 ASIC产品的发展动向 内嵌式系统 (Embeded System) (自动控制, 仪器仪表) 计算机,通讯结合的系统芯片 (Cable Modem, 1G ) 多媒体芯片 (Mpeg Decoder Encoder, STB , IA ) 人工智能芯片 光集成电路 第二章ASIC设计流程和方法 2.1 概述 设计过程分 电路设计---前端设计 版图设计---后端设计 设计流程(方法)分 自底向上(Bottom Up) 自顶向下(Top Down) 数字集成电路设计 行为方面 结构方面 物理方面 第二章ASIC设计流程和方法 2.1 概述 设计策略